Ботаник открыл механизм самоопыления орхидеи, питающейся грибами

Спустя 130 лет после того, как это растение получило свое название, исследователь из Университета Кобе, Япония, раскрыл назначение структуры, давшей это название. Ботаник открыл механизм, с помощью которого орхидея обеспечивает себе размножение.

С 1887 по 1957 год Макино Томитаро, выдающаяся фигура японской ботаники, дал названия примерно тысяче видов и открыл около 600 новых растений. Среди его выдающихся открытий — миниатюрная орхидея Stigmatodactylus sikokianus, впервые обнаруженная в 1889 году. После открытия Макино растение получило название по уникальному крошечному пальцеобразному отростку — «дактилюс» — на рыльце, женском органе цветка, который получает пыльцу. Несмотря на известность одной из самых знаковых для Японии орхидей, функция этой структуры оставалась загадкой до последнего времени.

Ботаник Университета Кобе Суэцугу Кэндзи специализируется на орхидеях, питающихся почвенными грибами, а не солнечным светом. Стигматодактиль — одно из таких растений. Суэцугу говорит: «Меня особенно интересуют механизмы их опыления, и я использую междисциплинарный подход, объединяющий таксономию, экологию и эволюционную биологию». Это любопытство побудило ученого задаться вопросом: «Каково значение пальцеобразного придатка, который дал название роду, и какова его экологическая роль?»

Чтобы ответить на эти вопросы, Суэцугу внимательно наблюдал, посещали ли растения насекомые, и в каких условиях растения могли производить семена. Он также анализировал морфологию цветов на разных стадиях их развития, чтобы понять, как происходит опыление и оплодотворение.

Сделанные ботаником выводы опубликованы в журнале Plants, People, Planet, они показывают, что растения в основном самоопыляются, то есть не полагаются на насекомых для переноса пыльцы с других растений. Делают они это примерно через три дня после раскрытия цветков. Эта задержка самоопыления имеет важные экологические последствия. Растущие в темных нижних ярусах лесов, часто среди опавших листьев, и не дающие нектара, эти растения редко посещаются потенциальными опылителями.

«Хотя самоопыление, вероятно, гарантирует репродуктивный успех, полагаясь исключительно на этот метод, мы рискуем получить инбридинг. Это может привести к эволюции механизмов, которые объединяют преимущества самоопыления и ауткроссинга. Отсроченное самоопыление, отложенное до тех пор, пока возможности для ауткроссинга не будут исчерпаны, вероятно, является одной из таких адаптаций — отказоустойчивым механизмом», — объясняет Суэцугу Кэндзи.

Микроскопический анализ дал представление о роли пальцеобразного придатка в этом самоопылении. На третий день после раскрытия цветка его рыльце схлопывается и вместе с пальцеобразным придатком вступает в контакт с пыльником, несущим пыльцу. Это позволяет пыльце протянуть свои трубки через придаток в рыльце и затем в завязь, тем самым оплодотворяя растение.

«Насколько нам известно, движение рыльца представляет собой новый механизм самоопыления у орхидей. Самым захватывающим аспектом этого исследования стало выявление ранее неизвестного механизма, подчеркивающего сложные эволюционные пути, которые могут пройти растения, чтобы обеспечить себе выживание», — отмечает Суэцугу.

Поскольку род Stigmatodactylus включает 28 видов, многие из которых имеют такую ​​же структуру, этот механизм может присутствовать и у них. Значимость открытия заключается в его способности объединить исторические ботанические исследования и современные научные изыскания. Оно подчеркивает ценность интеграции тщательного таксономического анализа с экологическими и эволюционными исследованиями для получения новых знаний.

«В эпоху, когда исследования становятся все более специализированными, таксономия и экология часто проводятся отдельно. Однако это исследование показывает, что традиционные исследования в области естественной истории, объединяющие таксономию, эволюцию и экологию, по-прежнему способны открывать новые явления сегодня», — резюмирует ботаник.

Поддержать развитие блога можно на Boosty по ссылке.